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1、離心壓縮機原理及結構 文省政 目錄 第一章 概述 第一節(jié) 壓縮機械的分類 第二節(jié) 離心壓縮機的主要技術術語和技術參數(shù) 第二章 離心壓縮機的工作原理 第一節(jié) 轉子 第二節(jié) 靜子 第三節(jié) 段和級 第三章 陜鼓離心類風機系列結構特點和分類 第一節(jié) 陜鼓離心風機型號命名及含義 第二節(jié) 系列分類及結構特點 第三節(jié) 陜鼓與 MAN合作生產(chǎn)的離心風機型號 命名及含義 第四節(jié) 潤滑油及潤滑油系統(tǒng)簡介 第五節(jié) 軸承系列簡介 第一章：概述 一、 按壓縮氣體的方式不同，壓縮機通常分為兩類： 容積式和透平式。 一般容積式壓縮機宜用于中小流量的場合； 透平式壓縮機宜用于大流量的場合。 從能量觀點來看：壓縮機是把原動機的

2、機械能轉變?yōu)闅怏w能量的一種機械。 容積式壓縮機氣體壓力的提高是利用氣體容積的縮小來達到的。 透平式壓縮機氣體壓力的提高是利用葉輪和氣體的相互作用來達到。 第 1節(jié) 壓縮機械的分類 氣體壓縮機 容積式 透平式 往復式 回轉式 活 塞 式 柱 塞 式 隔 膜 式 羅 茨 式 葉 氏 式 螺 桿 式 滑 片 式 離 心 式 軸 流 式 斜 流 式 復 合 式 按壓縮氣體的方式 二 、 按氣流運動方向分類 1. 離心式 氣體在壓縮機中的流動方向大致與 旋轉軸相垂直。 2. 軸流式 氣體在壓縮機中的流動方向大致與 旋轉軸相平行 。 3. 斜流式 氣體在壓縮機中的流動方向介于離 心式和軸流式之間 ， 流動

3、方向與旋轉軸成某一夾角 。 4. 復合式 在同一臺壓縮機內，同時具有軸流 式與離心式（斜流式）工作葉輪，一般軸流在前， 離心在后。 第 1節(jié) 壓縮機械的分類 三. 按壓力分類 透平式壓縮機械按出口壓力高低可 分為通風機 、 鼓風機 、 壓縮機 。 1. 通風機： 指大氣壓在 101325 Pa， 溫度為 20 ,出口全壓值小于 15 Kpa （ 表壓 ） 的風機 。 2. 鼓風機： 指升壓在 15 Kpa200Kpa （ 表壓 ） 之間或壓比大于 1.15小于 3 的風機 。 3. 壓縮機： 指升壓大于 200 Kpa（表 壓）或壓比大于 3的風機。 第 1節(jié) 壓縮機械的分類 四 、 其它分類

4、 （ 1） 按用途分類 根據(jù)風機用于某種裝置的名稱或者在裝 置中的作用來命名分類： 如高爐鼓風機、催化裂化主風機、轉爐煤氣 鼓風機、鍋爐引風機、燒結鼓風機。 （ 2） 按輸送介質分類 如：氨氣壓縮機 、 氧氣壓縮機 、 氫氣壓 縮機 、 天然氣壓縮機等 。 名詞解釋 透平機械：透平是英語 Turbine的音譯， 其意思可以譯為渦輪機械，它泛指具有葉片 或葉輪的旋轉機械，如汽輪機、燃氣輪機、 水輪機等。 第 1節(jié) 壓縮機械的分類 一 、 主要術語 1、 標準狀態(tài)： 指壓力為 760 mmHg,溫度為 0 的干空氣 . 2、 濕度： 表示大氣干濕程度的物理量 ， 分為： 絕對濕度：指單位體積空氣中

5、所含水蒸汽質量。 相對濕度：指空氣中實際所含水蒸汽密度和同溫度下飽 含水蒸汽密度的百分比值，用 表示 . 3、氣體常數(shù) R： R=8314/J/kg.k(是分子量 )，對每一 種氣體它是一個常數(shù)，單一氣體可查表，混合氣體可以 計算 4、 絕熱指數(shù)： 氣體的定壓比熱與定容比熱之比 第 2節(jié)：離心式壓縮機的主要術語和技術參數(shù) 二 、 主要的技術參數(shù) 、 介質： 壓縮機輸送的氣體及成份 。 2、流量： 又稱風量，指單位時間內流經(jīng)壓縮機的 氣體量，通常用容積流量和質量流量來表示。 容積流量 指單位時間內流經(jīng)壓縮機的氣體容積 量。用表示，常用單位 m3/min。（應注明是進口還 是出口，不注明，一般按進

6、口法蘭處容積流量考慮。） 質量流量 指單位時間內流經(jīng)壓縮機的氣體質量 。 用表示 ， 常用單位 kg/sec,如果忽略外泄量 ， 壓縮機 進口與出口處質量流量是相等的 。 標準狀態(tài)容積流量 又稱標態(tài)流量，指標準狀態(tài) 下（壓力為 101325 Pa,溫度為 0 ）的容積流量 ,用 QN 表示 ,常用單位 Nm3/min。 3、 溫度： 一般用攝氏溫度 t ( )表示 ,在工程計算中多利用絕對溫度 T(K)來表示 ,兩者之間的關系為 T= t +273.15 4、 壓力： 氣體在單位面積的容器壁上所作用的力叫做氣體壓力 。 其單位有 mmH2O、 mmHg、 kgf/cm2、 Pa、 Mpa、 b

7、ar等 。 5、 功率： 單位時間所做的功叫功率 ， 常用單位是 KW。 內功率 用于提高氣體壓力和克服內損失 （ 流動和泄漏 ） 所消耗的 功率 ， 用 Ni表示 。 軸功率 用于提高氣體壓力和克服內、外損失（機械）所消耗的功 率，也就是驅動壓縮機所需要的功率，用 NS表示。 6、 轉速： 指壓縮機轉子在單位時間內的轉動速度，用 n表示，其單 位為 r/min。 每臺壓縮機必須標出其流量、壓力、轉速、功率等主要性能參數(shù)， 并注明其進氣條件和介質種類。 第 2章 離心壓縮機的工作原理 。 氣體由吸氣室吸入 ， 通過葉輪對氣體做功 ， 使氣體壓力 、 速度 、 溫度提高 。 然后流入擴壓器 ，

8、使速度降低 ， 壓力提高 。 彎道和回流器主要起導向作用 ， 使氣體流入下一級繼續(xù)壓縮 。 最后 ， 由末級出來的高壓氣體經(jīng)渦室和出氣管輸出 。 由于氣體在壓縮過程中溫度升高，而氣體在高溫下壓縮， 消耗功將會增大，為了減少壓縮耗功，故對壓力較高的離心式 壓縮機在壓縮過程中采用中間冷卻器，即由某中間級出口的氣 體，不直接進入下一級，而是通過蝸室和出氣管，引到外面的 中間冷卻器進行冷卻，冷卻后的低溫氣體，再經(jīng)吸氣室進入下 級壓縮。 離心式壓縮機零件很多，這些零件又根據(jù)它們的作用組成 各種部件。我們把離心式壓縮機中可以轉動的零部件統(tǒng)稱為 轉 子 ，不能轉動的零、部件稱為 靜子 。 第 1節(jié) 轉子 轉

9、子是離心壓縮機的主要部件，它是 由主軸、葉輪、平衡盤等組成的。 一 、 葉輪 葉輪也稱為工作輪，它是壓縮機中最重要的一 個部件。氣體在葉輪葉片的作用下，跟著葉輪做高 速的旋轉。而氣體由于受旋轉離心力的作用以及在 葉輪里的擴壓流動，使氣體通過葉輪后的壓力得到 了提高。此外，氣體的速度能也同樣在葉輪里得到 了提高。因此可以認為葉輪是使氣體提高能量的唯 一途徑。 葉輪是由輪盤 、 輪蓋和葉片組成 ， 這種葉輪稱 為閉式葉輪 。 按照工藝方法的不同 ， 葉輪又可以分為鉚接葉 輪 ， 焊接葉輪 ， 銑制焊接葉輪和整體鑄造葉輪 。 二 、 主軸 主軸上安裝所有的旋轉零件 ， 它的作用 就是支持旋轉零件及傳

10、遞轉矩 。 主軸的軸線 也就確定了各旋轉零件的幾何軸線 。 主軸通常為階梯軸 ， 以便于零件的安裝 。 各階梯的突肩起軸向定位作用 。 也可采用光 軸 ， 因為它具有形狀簡單 ， 加工方便的特點 。 三 、 平衡盤 在多級離心壓縮機中 ,由于每級葉輪兩側的氣體作用 力的大小不等 ,使轉子受到一個指向低壓端的合力，這個 合力稱為軸向力。軸向力對于壓縮機的正常運轉是不利 的，它使轉子向一端竄動。甚至使轉子與機殼相碰，造 成事故。因此要設法平衡（消除）它。 平衡盤就是利用它的兩邊氣體壓力差來平衡軸向力 的零件。它位于高壓端，它的一側壓力可以認為是末級 葉輪輪盤側 的間隙中的氣體壓力 (高壓 )。另一

11、側通向大 氣或進氣管，它的壓力是大氣壓或進氣壓力（低壓）。 由于平衡盤也是用熱套法套在主軸上。上述兩側壓力差 就使轉子受到一個與軸向力反向的力。其大小決定于平 衡盤的受力面積。通常，平衡盤只平衡一部分軸向力。 剩余的軸向力由止推盤（止推軸承）承受。 平衡盤的外緣安裝氣封，可以減少氣體泄漏。 第 2節(jié) 靜子 靜子中所有零件均不能轉動 ， 它是由機殼 、 擴壓器 、 彎道 、 回流器 、 蝸室和密封等組成 。 一 、 機殼 機殼也稱為氣缸 、 機殼是靜子中最大的零件 。 它通 常是用鑄鐵或鑄鋼澆鑄出來的 。 對于高壓離心壓縮機 ， 采用圓桶形鍛鋼機殼 ， 以承受高壓 。 機殼一般有水平中分面 ，

12、以便于裝配 、 檢修 。 上下機殼用定位銷定位 ， 用螺栓聯(lián)接 ， 下機殼裝有導 向柱 ， 便于拆裝定位 。 吸氣室、蝸殼也是機殼的一部分，它的作用是把氣 體均勻地引入葉輪，然后順暢地導出機殼。吸氣室內 通常澆鑄有分流肋，使氣流更加均勻，也起到增加機 殼剛性的作用。 二 、 擴壓器 氣體從葉輪流出時 ， 它具有較高的流動速 度 ， 為了充分利用這部分速度能 ， 常常在葉輪 后面設置了流通面積逐漸擴大的擴壓器 ， 用以 把速度能轉化為壓力能 ， 以提高氣體的壓力 。 擴壓器一般有無葉型、葉片型、直壁型擴壓器 等多種形式。 三、 彎道 在多級離心式壓縮機中 ， 氣體欲進入下一 級就必須拐彎 ， 為

13、此要采用彎道 。 彎道是由機 殼和隔板構成的彎環(huán)形通道空間 。 左 機 殼 右 機 殼 隔 板 四 、 回流器 回流器的作用是使氣流按所需要的方向均 勻地進入下一級。它由隔板和導流葉片組成。 通常，隔板和導流葉片整體鑄造在一起。隔板 借銷釘或外緣凸肩與機殼定位。 五、 蝸室 蝸室的主要目的是把擴壓器后面或葉輪后 面的氣體匯集起來 ， 把氣體引導到壓縮機外面 去 ， 使它流到氣體輸送管線或流到冷卻器去進 行冷卻 。 此外 ， 在匯集氣體的過程中 ， 在大多 數(shù)情況下 ， 由于蝸室外徑的逐漸增大和通流截 面的漸漸擴大 ， 也對氣流起到一定的降速擴壓 作用 。 六 、 密封 密封有隔板密封、輪蓋密封

14、和軸端密封。密封的 作用是防止氣體在級間倒流及向外泄漏。為了防止通 流部分中的氣體在級向倒流，在輪蓋處設有輪蓋密封。 在隔板和轉子之間設有隔板密封。這兩種密封統(tǒng)稱為 內密封 。 為了減少和杜絕機器內部的氣體向外泄漏 ， 或外 界空氣向機器內部竄入 ， 在機器端安置端密封 。 這種 密封稱為 外密封 。 最常用的是 迷宮密封 ， 密封片為軟金屬制成 ， 將 它嵌入密封體內 。 由于密封片較軟 ， 當轉子發(fā)生振動 與密封片相碰時 ， 密封片易磨損 ， 而不致使轉子損壞 。 密封的作用原理，是利用氣流經(jīng)過密封時的阻力來減 少泄漏量。 第三節(jié) 段和級 正如前述 ， 為了節(jié)省壓縮機的耗功 ， 壓縮機 常

15、常有中間冷卻器 ， 中間冷卻器把全部級分隔成 幾個段 。 在每段里 ， 有一個或幾個級 ， 每個級是 由一個葉輪及與其相配合的固定零件所構成 。 對于離心式壓縮機級來說 ， 從其基本結構上來看 ， 它可以分為中間級和末級兩種 。 一 、 中間級 中間級由葉輪、擴壓器、彎道和回流器等組 成。氣體經(jīng)過中間級后將直接流到下一級去繼續(xù) 進行增壓。 在離心壓縮機的每一段里 ， 除了段中的最后 一級外 ， 都屬于這種中間級 。 二 、 末級 末級由 葉輪 、 擴壓器 、 蝸室 等組成 。 氣體經(jīng)過這一級增壓后將排出機外 。 流到冷 卻器進行冷卻 ， 或送往排氣管道輸出 。 對于這兩種級的結構型式來說 ，

16、葉輪是這兩 種級所共同具有的 ， 只是在固定元件上有所不同 。 對于末級來說，它是以蝸室取代中間級的彎道和 回流器，有時還取代了級中的擴壓器。 第 3章 陜鼓離心風機系列及結構特點和造型 第一節(jié) 離心風機型號命名及含義 型號由以下幾部分組成 第二節(jié) 系列分類及結構特點 A 單級 、 低速 、 懸臂結構 A 單級 、 低速 、 雙支承結構 。 鋼板焊接機殼 鑄鐵機殼 B 單級 、 高速 、 懸臂結構 ， 一般為鑄鐵機殼 。 B 單級 、 高速 、 雙支承結構 ， 一般為鑄鐵機殼 。 C 多級 、 低速 、 鑄鐵機殼 、 壓力強制潤滑 D、 DL 多級 、 高速 、 鑄鐵機殼 （ 帶有垂直剖分面

17、） ， 壓力強制 潤滑 。 E 多級 、 高速 、 鑄鐵機殼 、 水平剖分機殼 ， 壓力強制潤滑 。 E 多級 、 高速 、 鑄鐵機殼 、 帶有垂直剖分 、 帶中間冷卻器 、 壓 力強制潤滑 。 EZ、 EP 多級 、 高速 、 鑄鐵機殼 、 不帶有垂直剖分 、 帶中間冷卻 器 、 壓力強制潤滑 。 SJ 單級 、 雙支承 、 鋼板焊接機殼 ， 主軸轉速在 1500r/min以下 。 W 單級、雙支承、鋼板焊接機殼，輸送介質入口溫度大于 350 AI系列 AI系列 A 系列離心鼓風機剖面圖 單吸單級雙支承懸臂結構，電 機通過聯(lián)軸器直聯(lián)驅動 機殼為鑄鐵鑄而成，水平剖分 轉子由葉輪，密封套，傳動軸

18、 等組成，經(jīng)靜、動平衡校驗 密封：口圈密封為梳齒型； 軸 端密封視介質不同分別采用梳齒 形，碳環(huán)或充氣密封 進氣方向：軸向 排氣方向：根據(jù)需要 AII系列 單吸入（或雙 吸入）單級雙 支承結構 AII系列 進氣流量： 500 3500m3/min 升 壓： 3 40KP 溫 度： 200 轉 速： 3000Rpm B系列 進口流量 ： 40 400m3/min 進口介質溫度 ： 20 250 壓比 ： 1.2 1.85 電機功率 ： 132 1000kW 工作轉速 ： 6000 15000rpm 電動機通過聯(lián)軸器與 增速器低速軸相聯(lián)，葉 輪安裝在高速軸軸端。 底座為整體鋼板 焊接結構，兼作油

19、箱。 B系列 C系列 D系列 D700 2.4/0.98離心鼓風機外形圖 D系列 D1400 D系列 雙軸 4級 3次冷卻 DL系列 廣泛應用于空 分、儀表空氣 等領域 E系列 系列離心壓縮機為多級 雙支承水平剖分結構 應用于 冶金、石化、制藥發(fā)酵、空分、動力、環(huán)保等 領域。 5E1460-3.4/0.718催化裂化主風機，三元流設計 咯爾木煉油廠 50萬噸 /年 催化主風機組 E系列 EI系列 EI系列 多級有冷卻 機殼水平 +垂直剖分 應用于鋼鐵、 石油、化工、化 肥、空分、煤氣、 天然氣輸送、制 藥和制冷等工業(yè) 裝置中。 型號： EI800 3.4/0.98 結構 : 二段三級 流量 :

20、 800 m3/min 壓力 : 3.4/0.98 kgf/cm2 1997年投用 EI系列 EI系列 蓮花味精集團 EI420-4.089/0.989 Ep 、 Ez系列 EP系列 多級有冷卻 機殼水平剖分 Ep 、 Ez系列 Ep 、 Ez系列 裝置規(guī)模： 川維 10萬噸 /年甲醇 投運日期： 96 年 風機 :IEP35 28.5/6 結構 :兩缸三段 流量 :35m3/min 壓力 :28.5 6 功率 : 1100kW 汽機 : NG25/20 壓力 : 37/7.5 bar 功率 : 1210kW SJ、 A 、 W系列 其性能范圍為： 介質 空氣、煤氣和各種化工氣體 流量 可達

21、23000m3/min或更大 壓力 25000Pa左右 介質 最高可達 450 使用環(huán)境 室內、露天、高原和寒熱地區(qū) 進排氣方向 可根據(jù)用戶需要設計 第三節(jié) 陜鼓與 MAN合作生產(chǎn)的離心風機型號命 名及結構型式 RZ 離心式 、 中間帶冷卻器 RIK 離心式 、 等溫型 、 冷卻器內置式 RB 離心式 、 筒型結構 ， 一般為煅鋼機殼 RBZ 離心式、筒型結構、中間帶冷卻器 RZ系列 煉 油 安慶富氣壓縮機 RZ45-6 介質 ： 富氣 Qj=84m3/min Pc=13.8kgf/cm2 n=14767r/min RZ系列 石家莊煉油廠富氣壓縮機 柳化 RIK100 渭化 RIK100 唐鋼

22、 RIK90 RIK系列 RB系列 (金陵石化 RB28-4) RBZ系列 (渭化 RBZ45-2+2+3) 例如： （ 1） RBZ 3 + 4 第二段共四級葉輪 第一段共三級葉輪 離心式帶中間冷卻器壓縮機 (2) RIK 中間三次冷卻 （ 最后一級不冷卻 ） 離心式等溫型內置冷卻器壓縮機 （ 3） A 800 1.22 / 0.976 進口壓力為 0.976 kgf/cm2 出口壓力為 1.22 kgf/cm2 進口容積流量為 800m3/min 第四節(jié) 潤滑油及潤滑油系統(tǒng)簡介 1.潤滑油具有降低摩擦力和冷卻摩擦生成熱的功能 。 離心鼓 、 壓風機采用的潤滑油是符合 “ L TSA汽輪機油

23、 ” 標 準 （ GB11120-89） 規(guī)定的 L TSA32或 L TSA46號汽輪機油 ， 建議北方地區(qū)使用 32號 ， 南方地區(qū)使用 46號 。 2.潤滑系統(tǒng)是為維持風機本體的軸承 、 變速器大小齒輪的軸 承 、 齒輪嚙合部位以及齒式聯(lián)軸器和原動機軸承等部件的 正常運行 ， 提供一定溫度和壓力潤滑油的系統(tǒng) 。 潤滑油系 統(tǒng)包括潤滑油站 、 高位油箱 、 主油泵 、 油管路和閥門等部 件以及潤滑油組成 。 圓瓦軸承 具有自動調心平衡外載和抑制油膜自 激渦動 ,抗振性能好 ， 不易產(chǎn)生油膜振蕩 。 軸承測溫采用予埋式則溫元件 ， 測點在巴 氏合金附近 ， 可隨時直接監(jiān)視軸瓦溫度 。 第五節(jié) 陜鼓軸承系列簡介 可 傾 瓦 軸 承 米 切 爾 型 推 力 軸 承 推力均衡系統(tǒng) “金斯貝蕾” 自動調位，保證受力均勻 瓦塊由碳鋼澆鑄巴氏合金加工 而成 可承受較大的軸向力，雙向承載 瓦塊自動調位， 保證受力均勻 對載荷變化適應性強 運行中軸承溫度的監(jiān)測 推力軸承，每側 2支共 4支鉑熱電阻 謝謝大家 交流結束